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专利号: 2015105399258
申请人: 中北大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无线温度传感器用高介微波介质陶瓷,其特征在于:所述无线温度传感器用高介微波介质陶瓷为铋基立方焦绿石结构,其化学组成为:Bi1.5+x(Mg0.8Co0.2)Nb1.5O7+1.5x(0.0≤x≤0.3)。

2.根据权利要求1所述的一种无线温度传感器用高介微波介质陶瓷,其特征在于:采用溶胶-凝胶法合成Bi1.5+x(Mg0.8Co0.2)Nb1.5O7+1.5x(0.0≤x≤0.3)纳米粉体,然后烧结使其致密化成陶瓷块体,包括纳米粉体制备与陶瓷块体成型两部分;首先通过溶胶-凝胶工艺合成高活性的纳米粉体,然后进行分散与造粒,将造粒后的粉料装入模具中在油压机上双向干压成型,最后在马氟炉中进行排塑与常压烧结获得高致密、细晶粒的铋基立方焦绿石陶瓷块体。

3.根据权利要求2所述的一种无线温度传感器用高介微波介质陶瓷,其特征在于:具体制备方法包括如下步骤:(1)溶胶-凝胶法合成Bi1.5+x(Mg0.8Co0.2)Nb1.5O7+1.5x(0.0≤x≤0.3)纳米粉体:a. 配制Nb-CA溶液:按照化学计量比,使用精度为0.0001的电子天平称取分析纯≥99.99%的Nb2O5,将称量好的Nb2O5加入HF中,85℃水浴加热,使其完全溶解,转变为离子状态;向溶解液中加入氨水,中和生成白色Nb(OH)5沉淀,调节溶液pH>8,使其完全形成沉- 4+淀;多次抽滤洗涤Nb(OH)5沉淀,去除残留F 与NH ;将洗涤好的Nb(OH)5沉淀加入质量百分比浓度为50wt%的柠檬酸水溶液中,利用磁力搅拌器85℃加热搅拌,络合反应生成Nb-CA水溶液,其中铌离子与柠檬酸的摩尔比为1:6;将所得Nb-CA水溶液经磁力搅拌60℃加热去除水分,得到稳定的Nb-CA溶液;

b.配制Bi-Mg-Co-EG溶液:按化学计量比称取五水硝酸铋、六水硝酸镁、六水硝酸钴加入乙二醇EG中,经磁力搅拌60℃加热溶解,得Bi-Mg-Co-EG溶液,其中所用乙二醇的量为柠檬酸物质的量的4倍;

c.制备Bi-Mg-Nb溶胶:将配制的Bi-Mg-Co-EG溶液加入到制备好的Nb-CA溶液中,搅拌混合,使Bi离子、Mg离子、Co离子与Nb离子在原子状态级别混合均匀;柠檬酸与乙二醇酯化反应缩聚脱水,形成有机长链物质,将金属离子络合,使其始终处于均匀分布状态,最后形成Bi-Mg-Co-Nb前驱体溶胶;向所得Bi-Mg-Co-Nb前驱体溶胶中加入乙醇胺作稳定剂,调节溶胶pH值至3~5,获得稳定的Bi-Mg-Co-Nb溶胶;

d.陶瓷纳米粉体制备:将Bi-Mg-Co-Nb溶胶置于烘箱中120℃、4h烘干,形成干凝胶;

将干凝胶置于马弗炉进行煅烧,凝胶煅烧过程包括有机物分解和陶瓷物相形成两个环节:

先升温至450℃,保温0.5h,至有机物完全分解,生成Bi-Mg-Co-Nb-O无定形状态物质;继续升温至650℃,保温2h,无定形态的转变为立方焦绿石结构的纳米粉体;

(2)烧结成瓷:

a.造粒及成型:按照化学计量比,使用精度为0.0001的电子天平称取制备的纳米粉体;向其中加入纳米粉体质量的1.25%的聚乙烯醇作为粘合剂放入球磨罐中,加入氧化锆球和去离子水,球磨6小时,其中料:球:水的体积比为1:1:3;将球磨后的粉体置于红外干燥箱中,80℃、4h烘干;粉体过80目筛造粒,将造粒后粉末放入模具中,用粉末压片机以

4~6MPa的压力压成圆片坯体;

b.排塑与烧结:将圆片坯体从室温升温至600℃保温2小时进行排胶,升温速率为

1℃/min;将排胶后的坯体以5℃/min的速率升温至1100℃,保温4小时使其致密化成瓷,然后随炉冷却。

4.根据权利要求3所述的一种无线温度传感器用高介微波介质陶瓷,其特征在于:所述圆片坯体为Φ10mm×5mm。